Схема фотореле для уличного освещения: Фотореле для уличного освещения. Схема подключения

Фотореле для уличного освещения. Схема подключения

Что такое фотореле?

Фотореле — это устройство, снабженное с выносным или встроенным сумеречным датчиком, которое встроено в электрическую цепь для осветительых приборов. Датчик, реагирующий на освещения, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

Как правильно выбрать фотореле?

Для правильного выбора фотореле, нужно знать какой вид датчика будет удобней использовать в конкретных условиях, выносной или встроенный и обязательно учесть токовые характеристики фотореле. Они, как и во всяком электрическом приборе, имеют ограничение по коммутации тока в амперах.

Принцип работы фотореле

Светочувствительное устройство, постоянно подключенное к электрическому питанию, замеряет уровень естественной освещенности контролируемого пространства. Датчик, реагирующий на освещение, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

Структурная схема фотореле

В состав сумеречного выключателя могут входить:

• светочувствительный элемент, реагирующий на колебания освещенности;
• датчик фотоэлемента, воспринимающий изменения тока;
• усилитель электрического тока;
• коммутирующий прибор в виде реле.

Схемы фотореле (сумеречный выключатель)

 Схема фотореле с выносным датчиком

Особенности конструкций сумеречных выключателей

Современные простые фотореле для небольших светильников выпускаются в едином пластмассовом корпусе с возможностью крепления на стену или непосредственно на фонарь тыльной стороны.

В случае превышаемой мощности подключаемых через фотореле осветительных приборов коммутировать его в цепь следует через магнитный пускатель или контактор соответствующей нагрузки.

 

Сложные приборы сумеречного освещения выпускаются двумя составляющими (внешнего датчика фотоэлемента и измерительно-коммутационного устройства), расположенных в щитовой и соединяемых проводами.

Монтаж фотодатчика,  реагирующего на движение, выполняется с учетом обеспечения обзора контролируемой территории.

Подключение нескольких осветительных приборов на одну выходную группу сумеречного выключателя проводится по параллельной схеме.

Большинство фотореле, защищены системой помехозащитой (выдержка времени) от ложных срабатываний. Но, все равно, датчики устройства нужно располагать в дали от возможных попаданий посторонних источников света, чтобы исключить эффект мигания ламп.

Фотодатчик замеряет естественную освещенность по одному из принципов:

• фоторезистора;
• фотодиода;
• фототранзистора;
• фототиристора;
• фотосимистора.

Чувствительным элементом, воспринимающим световой поток во всех этих конструкциях работает p-n переход, созданный на стыке двух различных полупроводниковых металлов с р- и n- проводимостью, который .способен вырабатывать электрический заряд при облучении светом.

Электрическое сопротивление фоторезистора зависит от интенсивности падающего светового потока.

Фотодиод формирует электрический заряд, соответствующий интенсивности света за счет фотовольтаического эффекта.

Фототранзистор устроен как оптоэлектронный полупроводник, является аналогом обычного биполярного транзистора, в котором область базы облучается светом для регулирования электрического сигнала.

Фототиристор предназначен для работы в цепях постоянного тока, сконструирован оптоэлектронным полупроводником со структурой обыкновенного тиристора, включаемого в работу током от потока света, направленного на светочувствительную матрицу,.

Фотосимистор сконструирован для работы с переменным током. Его можно представить упрощенной конструкцией из двух фототиристоров. Каждый из них реагирует на положительную или отрицательную составляющую полупериода гармоники. Синхронизацией тока для подачи на управляющий электрод занимается специальная схема.

Технические характеристики фотореле

К основным параметрам, влияющим на выбор сумеречного выключателя, относят:

• номинальное напряжение питания.

Внимание! Электронные приборы, выпускаемые за рубежом, предназначены для работы с напряжениями, стандартизированными в чужих странах. Они могут составлять величину 127 или 110 вольт, что не обеспечит их стабильную работу в электросети 220 вольт.

• мощность потребления электроэнергии и тепловую нагрузку светильников, которую должны надежно выдерживать выходные контакты сумеречного выключателя;
• условия эксплуатации прибора, влияющие на конструкцию и выбор степени защиты корпуса:
  • работа при атмосферных осадках;
  • возможность засорения пылью и посторонними предметами;
  • поддержание температурного режима;
  • светочувствительность датчика и настройки порога срабатывания по освещенности;
  • типы коммутируемых светильников. Простые сумеречные выключатели предназначены для работы с активными нагрузками, создаваемыми разогревом нити накаливания обычных ламп Ильича и галогенных конструкций. Все остальные виды, включая люминесцентные и энергосберегающие, создают реактивную составляющую нагрузки.

У метало-галогенных, натриевых и ртутных ламп при запуске создается бросок пускового тока, который может выжечь контакты.

Конструкция фотореле

Элементная база

Первые фотоэлементы создавались исключительно на аналоговых элементах с электромеханическими реле. Такие устройства успешно работают со 2-й половины 20-го века до настоящего времени.

По мере развития науки, послужившей бурному производству робототехники, стали массово выпускаться полупроводниковые устройства, на базе которых создавались конструкции статических фотореле.

 

Освоение микропроцессорной техники позволило управлять сложными осветительными установками посредством контроллеров, учитывающих специфические условия местности, включать датчики, реагирующие на движение или другие факторы.

 

Фотореле с выносным датчиком

 

Устройство и схема подключения фотореле для уличного освещения

Для обеспечения автоматической работы светильников наружного освещения в их цепи устанавливаются несколько типов устройств, относящихся к группе автоматики. К ним относятся фотопередатчики и реле времени, а также датчики движения, дополнительно включенные в цепь управления светильника.

 

Фотореле для уличного освещения — тема данной статьи, в которой будут рассмотрены критерии выбора этого устройства, его электрические схемы, а также его место при применении.

Какое фотореле выбрать для уличного освещения

Фотореле — это техническое устройство, предназначенное для управления работой электрической цепи путем замыкания-размыкания контактов при воздействии солнечного света.

Основными компонентами рассматриваемого устройства являются фотоэлемент (датчик света), обладающий светочувствительными свойствами, и электронный блок, обрабатывающий и передающий сигнал от фотоэлемента.

Принцип работы устройства

В качестве датчика может использоваться либо фоторезистор, либо фототранзистор, в зависимости от схемы, используемой для конкретной модели.

Принцип работы этого устройства заключается в том, что при уменьшении интенсивности света фотоэлемент срабатывает и замыкает свои контакты, подавая сигнал на электронный блок, с которого сигнал в свою очередь поступает в схему управления подключенными устройствами.

Схема и конструкция модели на основе фототранзистора

Технические параметры варьируются от модели к модели, но основные из них, характеризующие возможности устройств, включают следующие.

 

• рабочее напряжение сети
• электрическая мощность подключенной нагрузки
• класс защиты корпуса
• температурный режим работы.

 

Внешний вид модели «FR-602» со встроенным датчиком освещенности

В силу своей конструкции световые барьеры могут быть выполнены со встроенным или выносным световым барьером, что определяет применимость устройства.

Устройства могут быть выполнены с предварительными настройками и имеют следующие элементы управления активацией:

 

• порог срабатывания при затемнении/увеличении;
• отложенное время срабатывания, что защищает от ложных тревог;
• Регулировка дальности освещения.

Как подключить фотореле, фотоэлемент.

Внешний вид модели «FR-7E» с внешним датчиком освещенности

 

Критериями выбора фотореле являются следующие:

 

1. Технические характеристики, которые определяют возможности использования и схему включения.
2. Возможность выполнения индивидуальных настроек.
3. Способ размещения (на строительных элементах или электрооборудовании).
4. Наличие дополнительных элементов управления, расширяющих возможности устройства: таймер включения, датчик движения и другие.
5. Стоимость.

Для монтажа на строительных конструкциях в непосредственной близости от наружного светильника см. раздел ↑.

 

Где установить

Выбор места монтажа зависит от конструкции устройства (встроенный или выносной фотоэлемент), его технических характеристик и условий эксплуатации.

Если устройство предназначено для управления работой одного светильника и имеет встроенный фотоэлемент, его установка должна производиться в непосредственной близости от управляемого объекта, расположенного на открытом воздухе. В этом случае подключение производится непосредственно к цепи питания наружного светильника.

Если фотоэлемент оснащен дистанционным фотоэлементом и предназначен для монтажа на DIN-рейку, его следует устанавливать в электрическом шкафу. Последние должны быть оснащены коммутационным устройством (магнитный пускатель, контактор и т.д.), с помощью которого напряжение питания подается на наружные светильники. В этом случае устройство включается в цепь управления этого коммутационного аппарата.

Прокладка в электрическом распределительном устройстве

Фотореле ФР-602 от IEK для уличного освещения. Схема подключения и принцип работы

При монтажных работах необходимо соблюдать следующие моменты, влияющие на работу светового барьера:

 

• В случае выносного светового барьера соединительные кабели должны быть достаточно длинными, чтобы дотянуться до требуемого места установки от электрического шкафа, в котором установлено устройство;
• Место установки должно быть защищено от внешнего света искусственного происхождения (светильники, фары автомобилей и других транспортных средств и т.д.;).
• Если имеются средства управления режимами работы, положение светового барьера должно быть удобным для этих операций (доступность, высота от уровня пола и т.д.).

к содержанию ↑

 

Схема подключения и настройка

Вопрос о том, как подключить фотоэлемент к цепи управления наружным освещением, следует задать перед покупкой, поскольку схема подключения зависит от назначения, технических параметров и места установки.

Схема подключения непосредственно к цепи питания светильника или прожектора

Если устройство подключается непосредственно к лампе, оно устанавливается в непосредственной близости от лампы. На контакты реле подается фазное и нейтральное напряжение от сети, а третий контакт используется для переключения нагрузки.

При управлении группой светильников световое реле подключается к контактору или пускателю через цепь, которая управляет их работой путем подачи сигнала на катушку, расположенную в цепи.

Обратите внимание, что рабочее напряжение светового барьера, используемого для управления работой контактора или пускателя, должно соответствовать рабочему напряжению катушки в цепи управления этого распределительного устройства.

Подключение цепей в схеме управления коммутационным устройством

После установки и подключения светового барьера его необходимо отрегулировать. Регулировка осуществляется с помощью регулировочных элементов в устройстве (колесики, поворотные регуляторы и т. д.).

Для этого в заданный момент времени, соответствующий определенному освещению улицы, регулировка осуществляется путем поворота регулировочных элементов до включения светильника.

Как правило, производители средств автоматизации приводят в сопроводительной документации возможные схемы подключения своих изделий, а также способы регулировки их работы и оптимальные места эксплуатации в различных условиях.

Устройство

, принцип работы и назначение

Современные светочувствительные устройства или, проще говоря, фотореле являются составными частями автоматических систем, разработанных для уличного освещения. Благодаря их применению можно упорядочить световой режим и сэкономить на энергопотреблении. Чтобы было понятнее, зачем нужно использовать фотореле, отметим следующее. Управление освещением в данном случае не зависит от человеческого фактора, так как устройство самостоятельно включает объект после наступления темноты и выключает уличный свет утром. Именно поэтому другое его название – датчик «день-ночь». В этой статье мы рассмотрим, как устроено фотореле, как оно работает и для чего служит.

• Устройство и принцип действия
• Схемы подключения
• Типы реле и их символы

Устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы реле света легче понять после знакомства с составляющими их элементами. Современные образцы фотореле содержат следующие основные части:

• Чувствительный фотоэлемент.
• Пороговый компаратор, имеющий модульную конструкцию, обычно в виде отдельной микросхемы с обвязкой, реже на дискретных элементах.
• Переключающий или, как его еще называют, силовой элемент (само реле или симистор, в который входит нагрузка).

В качестве датчика или фотоэлемента используются фоторезисторы, фототранзисторы или типовые фотодиоды. В схемах обычно предусмотрено их аналоговое включение с возможностью реагирования на градации уровня окружающего освещения (чувствительность). Чтобы понять, как работает это устройство, достаточно ознакомиться с его внутренним устройством. Конструкция фотоэлементов такова, что при попадании света на чувствительную область их электропроводность изменяется.

Описание изменений, происходящих в схеме устройства в каждом конкретном случае, поможет понять принцип работы фотореле. Выглядят они так:

1. Отклонение проводимости от нормального значения фиксируется электронным модулем, настроенным на работу со светочувствительным датчиком.
2. Этот узел выполняет функцию компаратора, который включается только при достижении освещения определенного уровня (порога).
3. После этого блок управления (компаратор) выдает управляющий сигнал на исполнительный модуль, который отключает осветительные приборы от источника питания.

В качестве исполнительного блока используются электронные схемы, собранные на основе транзисторных ключей и питающиеся от низкого напряжения 12 вольт. Но в каждом конкретном устройстве схемотехника может отличаться.

После срабатывания фотореле переходит в выключенное состояние, которое сохраняется до наступления темноты. С его приходом снова изменяется сопротивление токопроводящей части чувствительного элемента, что приводит к повторному включению компаратора и подаче управляющего сигнала на исполнительный модуль. Прибор подключается к линии освещения 220 Вольт и переходит в режим ожидания на следующее время работы.

В этом видео показано, как сделать фотореле своими руками, об этом мы также написали отдельную статью: https://my.electricianexp.com/ru/kak-sdelat-fotorele.html. Ознакомьтесь для лучшего понимания темы:

Схемы подключения

Порядок включения фотореле в цепь питания зависит от конкретных условий его работы. Известны два варианта подключения устройства к существующей электросети:

• через распределительную коробку;
• непосредственно к грузовой линии, защищенной машиной.

Принципиальная электрическая схема первого из этих соединений ничем не отличается от аналогичного подхода при организации коммутации выключателя света. Фазный провод от фотореле подключается к свободной клемме распределителя, а затем перемычкой переключается на соответствующую ветку подачи напряжения на осветительный прибор.

При отсутствии распределительной коробки в однолинейной схеме объекта устройство подключается напрямую к нулю и фазе. В этом случае возможны следующие варианты его исключения:

1. На устройстве запускается только «фаза», а «ноль» прокладывается в обход.
2. И нулевой, и фазный проводники, используемые в цепи включения освещения, подключаются к клеммам фотореле.

Первый вариант удобен при прокладке новой электропроводки, когда ее трасса выбирается на свое усмотрение. Применение второго способа оправдано в ситуациях, когда ремонт уже закончен и нежелательно обустраивать новую линию (для этого прокладывать стену). В этом случае провода прокладываются в отдельном пластиковом канале, проложенном от света устройство управления.

Типы реле и их обозначения

Порядок установки светочувствительного устройства зависит от типа изделия, выбранного для управления освещением. Перед началом работы важно определить, какие реле есть в цепях освещения, и какое из них лучше всего подходит для заявленных целей.

По способу установки различают следующие типы фотореле (перечислены по порядку на рисунке ниже):

• Бытовые приспособления для крепления на твердую горизонтальную поверхность.
• Модели устанавливаются на DIN-рейку в шкафу управления (с выносным датчиком).
• Модульные устройства, устанавливаемые в подъезде многоквартирного дома.

Основное назначение приборов в модульном исполнении — использование на коммунальных предприятиях, а также при обслуживании сетей освещения дорог и других объектов. Они устанавливаются в электрощите, что позволяет как напрямую подключать нагрузку, так и подключать освещение через контактор, если мощности фотоэлемента недостаточно для ожидаемой нагрузки.

Образцы модульных реле часто монтируются на DIN-рейки в шкафах частных объектов.

По наличию дополнительных опций реле может быть:

• Регулируемое и нерегулируемое, что означает возможность настройки его чувствительности.
• Устройство с таймером, устанавливающим определенное время включения (выключения) света.
• Совмещен с датчиком движения, срабатывающим при перемещении человека в поле его чувствительности.
• С программируемой задержкой по времени.

Чувствительность и другие параметры регулируются с помощью органов, имеющихся на корпусе прибора.

Кроме того, образцы реле управления освещением различаются маркой производителя, в соответствии с которой различают такие модели, как ФР-601 и им подобные. На практике часто встречаются изделия старых годов выпуска (ФР-2, например). Помимо того, что каждый образец фотореле имеет свое буквенное обозначение, на схемах их изображают в виде условных графических обозначений (УГО).

Все перечисленные устройства имеют на схеме свое условное обозначение, представленное в виде типовых значков. Обычно это обозначение самого чувствительного элемента (резистора, диода или транзистора) со стрелками, указывающими в его сторону. Несколько иной путь изображает его символ на плане (в виде квадрата со стрелками).

Вне зависимости от его назначения (для светодиодных ламп, например, или других целей), прежде чем купить фотореле, вам необходимо будет внимательно изучить их устройство. Это поможет понять, что это такое с технической точки зрения и существенно облегчит их эксплуатацию. Для несведущих в технике знакомство со всеми тонкостями работы реле позволит понять, что оно делает при реализации своих функций.

Надеемся, теперь вы знаете, как работает фотореле и для чего оно предназначено. Если у вас остались вопросы, задавайте их в комментариях под постом!

Материалы по теме:

• Как подключить прожектор к датчику движения и фотореле
• Как выбрать датчик движения для освещения
• Дистанционное управление освещением

Опубликовано: 17. 07.2019 Обновлено: 17.07.2019 Пока без коментариев

6 автоматических схем уличного освещения [с использованием транзисторов, IC 555, солнечной панели]

В этой статье мы обсудим 6 полезных, но простых автоматических схем уличного освещения, которые можно использовать для автоматического включения лампы в ночное время и выключения в ночное время. дневное время.

Что такое автоматическая система уличного освещения

Автоматическая система уличного освещения — это устройство, которое определяет условия уровня окружающего освещения и автоматически включает или выключает подключенную лампу в зависимости от уровня окружающего освещения.

В вечернее время, когда становится слишком темно и уровень освещенности падает ниже порога чувствительности прибора, он включает подключенную лампу для освещения помещения.

И наоборот, на рассвете, когда окружающий свет превышает порог обнаружения устройства, он выключает подключенную лампу. Это автоматическое включение/выключение лампы в течение дня и ночи повторяется каждый день, автоматически, без вмешательства человека.

Светочувствительный датчик, используемый в устройстве, обычно представляет собой светочувствительный резистор, такой как LDR, или светочувствительный полупроводник, такой как фотодиод или фототранзистор.

В чем преимущество автоматической системы уличного освещения?

Основные преимущества использования автоматической уличной системы:

1. Экономия электроэнергии за счет того, что лампа никогда не остается включенной в дневное время и выключается, когда условия окружающего освещения достаточны для естественного освещения улиц. .
2. Экономит рабочую силу, поскольку для включения/выключения лампы вручную не требуется вмешательства человека.
3. Устранение зависимости от человека экономит деньги и время, делая систему очень рентабельной.
4. Будучи системой с электронным контролем, точность работы устройства очень высока и эффективна.

Можем ли мы построить это дома

Да, вы можете построить дома высокоэффективную автоматическую схему уличного освещения, используя очень мало компонентов. Даже новичок в области электроники может построить эту схему, используя самые обычные компоненты, такие как транзисторы, резисторы и реле.

Однако человек, который хочет собрать эту схему, должен обладать всеми базовыми знаниями в области электроники и должен уметь правильно паять электронные компоненты.

1) Автоматический уличный фонарь с использованием одного транзистора

На первой принципиальной схеме ниже показано, как можно построить достаточно хороший автоматический уличный фонарь с использованием одного транзистора, LDR, нескольких резисторов и реле.

Примечание. Если вы не хотите включать трансформатор TR1, мостовой выпрямитель, C3, вы можете заменить весь источник питания блоком 12 В SMPS. /4 Вт 5% CFR

R1 = 1K

P1 = 10K предуст. Электролитический конденсатор

D1— -D5 = 1N4007 Diodes

T1 = BC547 Transistor

TR1 = 0-12V/500MA или 1AMP Transformer

RL1 = Реле 12 В 200-400 Ом. Устойчивость к зернисту

в соответствии с требованиями уличного освещения.

Принцип работы схемы прост. В дневное время, когда окружающее освещение достаточно яркое, LDR имеет низкое сопротивление. Из-за этого низкого сопротивления он удерживает базу транзистора ближе к положительному уровню, в результате чего база транзистора находится на требуемом уровне 0,6 В. Таким образом, транзистор остается включенным.

При включенном транзисторе реле также остается активированным, его контакты находятся в положении Н/О.

Поскольку лампа подключена к N/C положению реле, лампа остается выключенной.

Теперь, когда окружающий свет начинает падать в вечернее время и, наконец, достигает уровня, при котором сопротивление LDR увеличивается адекватно, потенциал земли на базе транзистора повышается через P1, отсекая потенциал смещения базы.

Когда это происходит, транзистор в конце концов включается. Когда транзистор включен, его коллектор становится активным и отключает реле. Контакты реле меняют свое начальное положение N/O на положение N/C.

Это позволяет току течь через лампу, и лампа загорается.

На следующее утро, когда уровень внешней освещенности на LDR увеличивается, лампа снова выключается, и цикл повторяется каждый день.

Конденсаторы в основании транзистора и реле гарантируют, что во время переходных периодов (сумерки) или точек срабатывания контакты реле не дребезжат, а переключаются плавно.

Потенциометр или предварительная установка могут быть настроены соответствующим образом, чтобы определить, при каких уровнях освещенности реле включается и выключается.

Помните, что при установке цепи уличного освещения следите за тем, чтобы свет от лампочки не падал на LDR, иначе это приведет к быстрым колебаниям реле и лампы.

Как настроить

• Держите предустановленный стеклоочиститель на уровне земли.
• Включите питание.
• Осветить ЛДР или помещение необходимым количеством света, при котором должно произойти переключение реле.
• Теперь медленно настраивайте предустановку P1, пока не сработает реле.
• Закрепите шаблон быстросъемным клеем.
• Теперь ваша схема настроена.
• Затем проверьте результаты, накрыв LDR непрозрачным экраном, вы обнаружите, что светодиодная лампа включается мгновенно, и наоборот,

2) Использование микросхемы 555

Хотя вышеуказанный транзистор прост, его работа может не быть слишком точным. Это означает, что включение/выключение реле может происходить не точно в одни и те же периоды рассвета/заката.

Вторая конструкция, обсуждаемая ниже, использует IC 555 и эффективно решает эту проблему.

Список деталей

• R1 = резистор 220 кОм 1/4 Вт или предустановка 1 МОм
• R2 = резистор 1 МОм 1/4 Вт
• R3 = резистор 10 кОм 1/4 Вт
4/4 Вт =

5 R

• LDR1 = любой стандартный LDR
• C1 = электролитический конденсатор 220 мкФ
• D1 = 1N4007 диод
• T1 = транзистор BC547 сопротивление катушки
• Светодиодная лампа = любая Светодиодная лампа мощностью 100 Вт или в соответствии с требованиями уличного освещения
• 12V SMPS = 1no для питания схемы

Управляемая внутренним операционным усилителем, эта схема автоматического уличного фонаря на основе IC 555 чрезвычайно точна и будет постоянно переключать реле каждый день, почти при одинаковых уровнях освещенности, в течение всего года. .

Здесь IC 555 не используется в своей обычной форме, а просто используется как компаратор.

Точка срабатывания может быть установлена ​​с помощью указанного потенциометра или предустановленного резистора R1. R1 может быть фиксированным резистором 220K, если не требуется точной настройки, или его можно заменить предустановленным резистором 1M для точной настройки.

Как это работает

В дневное время, когда на LDR достаточно света, сопротивление LDR низкое, что удерживает контакт № 2 на уровне земли, вызывая высокий потенциал выходного контакта № 3.

Это заставляет реле оставаться выключенным, а его контакты удерживаются в размыкающем положении. Это, в свою очередь, приводит к тому, что лампочка остается выключенной.

Когда наступает ночь, свет на LDR уменьшается, что приводит к увеличению его сопротивления. Это вызывает появление положительного потенциала на выводе № 2 микросхемы IC 555 через резистор R1. Из-за этого контакт № 3 включает отрицательное срабатывание реле. Контакты реле теперь смещаются в сторону НО, включая лампу.

Микросхема 555 используется в этой схеме как компаратор, а не как нестабильный или моностабильный мультивибратор. Чтобы понять это довольно редкое использование, важно понять, как работает 555 в целом: когда входной контакт 2 получает триггер (низкий импульс), выходной сигнал становится высоким. Этот низкий триггерный импульс определяется как напряжение, которое составляет менее 1/3 напряжения питания. Когда напряжение на втором входе, вывод 6, временно превышает 2/3 уровня питания, выход снова становится низким.

Хотя второй входной контакт 6 не используется в этом устройстве, выход микросхемы все еще может переключаться в низкое состояние, поскольку контакт 6 напрямую связан с положительной шиной питания.

Подключив резистор между контактами 5 и 7 555, как показано на принципиальной схеме, можно контролировать уровень гистерезиса. Уровень гистерезиса обратно пропорционален номиналу резистора, а 100K — хорошее начало для исследования. Если R1 заменить потенциометром 1M или предустановкой, можно будет отрегулировать чувствительность схемы.

Теоретически напряжение питания цепи должно быть равно напряжению катушки реле. Тем не менее, не используйте более 16 В, так как 555 вполне может быть поврежден. При напряжении питания 12 В потребляемый ток цепи без учета реле составляет 4 мА. Компоненты R2 и C1 гарантируют подачу питания на реле после задержки около 2 секунд, что делает схему нечувствительной к внезапным изменениям интенсивности света.

Как настроить

Эту описанную выше схему автоматического уличного освещения на основе IC 555 можно настроить с помощью следующих пунктов:

• Замените R1 предустановкой 1M. Держите его стеклоочиститель полностью по направлению к положительной линии.
• Накройте LDR непрозрачным экраном.
• Затем осветите участок таким количеством света, при котором должно произойти переключение реле.
• Включите питание и снимите крышку со светодиода.
• Теперь отрегулируйте предустановку R1, пока лампа не выключится.
• Теперь ваша схема настроена.

После этого попробуйте закрыть пальцем LDR и проверить реакцию, реле должно мгновенно сработать, включив лампочку, а когда палец уберется со светодиода, лампа выключится.

3) Схема контроллера уличного освещения на солнечных батареях

В некоторых местах, где напряжение сети переменного тока может быть недоступно, может оказаться невозможным построить схему уличного освещения, зависящую от сети переменного тока. В таких сценариях автоматические светодиодные системы уличного освещения, работающие от солнечной энергии, представляются разумным вариантом.

Следующая схема показывает, как можно построить компактную схему уличного фонаря на солнечных батареях, используя минимальное количество компонентов.

Это небольшая установка мощностью 24 Вт, которую можно модернизировать до любого более высокого уровня в соответствии с желаемыми характеристиками.

Список деталей

• Все резисторы на 1/4 Вт, если не указано иное (12 — 3×3,3) 1000 / 2,4 ампер = 875 Ом или просто 1 кОм. Мощность = V ² / R = 12 x 12 / 1000 = 0,144 Ом или просто 1/4 Вт.
• R4 = 100 кОм
• R13 = 150 Ом
• R14 = 15 кОм
• R15 = 33 Ом
• Все резисторы серии светодиодов от R5 до R12 можно рассчитать по следующей формуле:
• R = (Напряжение питания — V светодиода) / Ток светодиода = (12 — 9,9) / 0,3 = 7 Ом
• Мощность = (12 — 9,9 ) x 0,3 = 0,63 Вт или просто 1 Вт
• Следовательно, каждый резистор последовательно со светодиодами должен иметь номинал 7 Ом 1 Вт
• LDR = Любой стандартный LDR
• T1 = TIP142
• IC1 = 555 IC
• IC 900 = LM338
• Солнечная панель = 20 В 4 А
• Аккумулятор = 12 В 25 Ач
• Все светодиоды = 1 Вт, 3,3 В, яркий белый цвет

Как это работает

Как описано в предыдущем разделе, IC 555 сконфигурирован как компаратор. В дневное время, когда уровень освещенности LDR высок, потенциал на выводе № 2 удерживается на положительном уровне, что приводит к низкому уровню выхода на выводе № 3, а транзистор T1 остается закрытым.

При выключенном T1 все светодиоды также остаются выключенными в дневное время.

Ночью, когда уровень освещенности на LDR падает, его сопротивление увеличивается, вызывая появление потенциала земли на выводе № 2 IC 555 через R1.

Это мгновенно меняет ситуацию с выводом №3, и он становится положительным, что включает транзистор T1.

Когда T1 включается, все светодиоды загораются в сумерках, освещая проход, где он установлен, и эффективно служат для автоматической цепи уличного освещения.

Солнечная панель используется для зарядки аккумулятора с помощью простого регулятора напряжения на основе LM338.

Значения резисторов, выбранные для схемы LM338, гарантируют, что напряжение на аккумуляторе никогда не превысит 14,1 В, таким образом, гарантируется, что аккумулятор никогда не перезарядится.

В дневное время солнечная панель заряжает аккумулятор до оптимального уровня. Ночью аккумулятор обеспечивает необходимый резерв для освещения светодиодов.

Сведения о подключении реле

Если вы новичок в электронике и не понимаете соединения реле, показанные на схемах, то следующий рисунок поможет вам быстро разобраться.

На схеме схематический символ реле сравнивается с фактическим изображением контактов реле и четко указывается, какие части символа представляют какие выводы фактического реле.

4) Автоматическая схема уличного освещения на солнечных батареях мощностью 40 Вт

В следующей статье обсуждается создание интересной схемы автоматического светодиодного уличного освещения мощностью 40 Вт, которая автоматически включается ночью и выключается днем ​​   (разработана мне). В дневное время встроенная батарея заряжается через солнечную панель, после зарядки та же батарея используется для питания светодиодной лампы ночью для освещения улиц.

Сегодня солнечные панели и фотоэлементы стали очень популярными, и в ближайшем будущем мы, возможно, увидим, что каждый из нас так или иначе использует их в своей жизни. Одно важное применение этих устройств было в области уличного освещения.

Обсуждаемая здесь схема имеет большинство стандартных спецификаций. Следующие данные поясняют ее более подробно: 3,2 А при 12 В,

Потребляемая мощность: 39 Вт на 39 шт. светодиодов мощностью 1 Вт

Сила света: примерно около 2000 лм (люмен)

Характеристики зарядного устройства/контроллера

• Вход: 32 вольта от солнечной панели с напряжением холостого хода около 32 вольт и током короткого замыкания от 5 до 7 ампер.
• Выход: макс. 14,3 В, ток ограничен до 4,4 А
• Батарея заряжена — Отключение при 14,3 В (устанавливается P2).
• Низкий заряд батареи — Отключение при 11,04 В (устанавливается P1).
• Аккумулятор заряжается со скоростью C/5, при этом плавающее напряжение ограничено до 13,4 В после «полного отключения аккумулятора».
• Автоматическое переключение «день/ночь» с датчиком LDR (устанавливается соответствующим выбором R10).

В этой первой части статьи мы изучим этап солнечного зарядного устройства/контроллера и соответствующую схему отключения при повышенном/низком напряжении, а также секцию автоматического отключения день/ночь.

Вышеупомянутая конструкция может быть значительно упрощена за счет исключения каскада IC 555 и подключения транзистора отключения реле дневного времени напрямую к плюсу солнечной панели, как показано ниже:

Список деталей

• R1, R3, R4, R12 = 10 кОм
• R5 = 240 Ом
• P1,P2 = 10K предустановка
• P3 = 10k потенциометр или предустановка
• R10 = 470K,
• R9= 2M2
• R11 = 100K
• R8=10 Ом 0 6 T-01-4 OHMS 0 6 T-01-4 90 Вт 900 = BC547
• A1/A2 = 1/2 IC324
• ВСЕ СТАБИЛЬНЫЕ ДИОДЫ = 4,7 В, 1/2 Вт
• D1—D3,D6 = 1N4007
• D4,D5 = 6А ДИОДЫ

  6 5

• IC2 IC1 = LM338
• РЕЛЕ = 12 В, 400 Ом, SPDT
• АККУМУЛЯТОР = 12 В, 26 Ач
• СОЛНЕЧНАЯ ПАНЕЛЬ = 21 В РАЗОМКНУТАЯ ЦЕПЬ, 7 АМП ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКЕ.

Солнечное зарядное устройство/контроллер, отключение высокого/низкого заряда батареи и датчик внешней освещенности Этапы цепи:

ВНИМАНИЕ :  Контроллер заряда является обязательным элементом любой системы уличного освещения. Вы можете найти в Интернете другие дизайны без этой функции, просто игнорируйте их. Это может быть опасно для батареи!

Ссылаясь на приведенную выше схему уличного освещения мощностью 40 Вт, напряжение панели регулируется и стабилизируется до требуемых 14,4 В с помощью IC LM 338.

P3 используется для установки выходного напряжения ровно на 14,3 вольта или около того.

R6 и R7 образуют компоненты ограничения тока и должны быть правильно рассчитаны, как описано в этой схеме регулятора напряжения солнечной панели.

Затем стабилизированное напряжение подается на управление напряжением/зарядкой и связанные с ним каскады.

Два операционных усилителя A1 и A2 подключены с обратной конфигурацией, что означает, что выход A1 становится высоким при обнаружении заданного значения перенапряжения, а выход A2 становится высоким при обнаружении заданного порога низкого напряжения.

Вышеупомянутые пороги высокого и низкого напряжения соответствующим образом устанавливаются предустановками P2 и P1 соответственно.

Транзисторы T1 и T2 соответственно реагируют на вышеуказанные выходные сигналы операционных усилителей и активируют соответствующие реле для контроля уровня заряда подключенной батареи в соответствии с заданными параметрами.

Реле, подключенное к T1, специально контролирует предел перезарядки батареи.

Реле, подключенное к T3, отвечает за удержание напряжения на каскаде светодиодной лампы. Пока напряжение батареи выше порога низкого напряжения и пока вокруг системы нет окружающего света, это реле удерживает лампу включенной, светодиодный модуль мгновенно выключается, если заданные условия не выполняются.

Работа схемы

IC1 вместе со связанными частями образует схему детектора света, ее выходной сигнал становится высоким при наличии окружающего света и наоборот.

Предположим, что сейчас дневное время и частично разряженная батарея на 11,8 В подключена к соответствующим точкам, также предположим, что отключение по высокому напряжению установлено на 14,4 В. При включении питания (либо от солнечной панели, либо от внешнего источника постоянного тока) батарея начинает заряжаться через размыкающие контакты реле.

Поскольку сегодня день, на выходе IC1 высокий уровень, который включает T3. Реле, подключенное к T3, удерживает напряжение батареи и препятствует его достижению светодиодным модулем, а лампа остается выключенной.

Как только батарея полностью зарядится, выход A1 становится высоким, включая T1 и соответствующее реле.

Отключает аккумулятор от зарядного напряжения.

Вышеупомянутая ситуация фиксируется с помощью напряжения обратной связи от замыкающих контактов вышеуказанного реле к базе T1.

Защелка сохраняется до тех пор, пока не будет достигнуто состояние низкого напряжения, когда Т2 включается, заземляя базовое смещение Т1 и возвращая верхнее реле в режим зарядки.

На этом наш контроллер высокого/низкого уровня заряда батареи и этапы датчика света в предлагаемой схеме автоматической системы уличного освещения на солнечных батареях мощностью 40 Вт подходят к концу.

Следующее обсуждение объясняет процедуру изготовления схемы светодиодного модуля с ШИМ-управлением.

Схема, показанная ниже, представляет модуль светодиодной лампы, состоящий из 39№ Светодиоды высокой яркости мощностью 1 Вт/350 мА. Вся матрица состоит из параллельного соединения 13 последовательных соединений, состоящих из 3 светодиодов в каждой серии.

Как это работает

Приведенное выше расположение светодиодов довольно стандартно по своей конфигурации и не имеет особого значения.

На самом деле важной частью этой схемы является секция IC 555, которая настроена на типичный нестабильный режим мультивибратора.

В этом режиме выходной контакт № 3 микросхемы генерирует определенные формы сигналов ШИМ, которые можно настроить, установив соответствующий рабочий цикл микросхемы.

Рабочий цикл этой конфигурации регулируется установкой P1 в соответствии с предпочтениями.

Поскольку настройка P1 также определяет уровень освещения светодиодов, следует соблюдать осторожность, чтобы получить от светодиодов наиболее оптимальные результаты. P1 также становится регулятором яркости светодиодного модуля.

Использование ШИМ здесь играет ключевую роль, так как резко снижает энергопотребление подключенных светодиодов.

Если бы светодиодный модуль был подключен напрямую к аккумулятору без каскада IC 555, светодиоды потребляли бы все указанные 36 Вт.

При работающем ШИМ-драйвере светодиодный модуль теперь потребляет только около 1/3 мощности, то есть около 12 Вт, но при этом извлекает максимальную указанную освещенность от светодиодов.

Это происходит потому, что из-за подаваемых ШИМ-импульсов транзистор T1 остается включенным только в течение 1/3 нормального периода времени, переключая светодиоды на такое же более короткое время, однако из-за постоянного зрения мы находим светодиоды быть включенным все время.

Высокая частота нестабильности делает освещение очень стабильным, и никакая вибрация не может быть обнаружена, даже когда наше зрение находится в движении.

Этот модуль интегрирован с ранее рассмотренной платой контроллера солнечного коллектора.

Положительный и отрицательный выводы показанной схемы необходимо просто подключить к соответствующим точкам на плате контроллера солнечной батареи.

На этом завершается объяснение предлагаемого проекта схемы автоматического светодиодного уличного фонаря мощностью 40 Вт на солнечных батареях.

Если у вас есть вопросы, вы можете задать их в комментариях.

ОБНОВЛЕНИЕ:  Приведенная выше теория о высокой освещенности при более низком потреблении из-за сохранения зрения неверна. К сожалению, этот ШИМ-контроллер работает только как регулятор яркости и не более того!

Схема ШИМ-контроллера светодиодов уличного освещения

Список деталей

• R1 = 100K
• P1 = потенциометр 100K
• C1 = 680 пФ
• C2 = 9001 мкФ 7
• T1 = TIP122
• R3—-R14 = 10 Ом, 2 Вт
• Светодиоды = 1 Вт, 350 мА, холодный белый
• IC1 = IC555

рекомендуется, без которого срок службы светодиода ухудшится.

Изображения прототипа

Прототип уличного фонаря от swagatam Innovations

5) Простейшая схема уличного освещения с использованием двух транзисторов

Если вы новичок и ищете простую автоматическую систему уличного освещения, то, возможно, следующая конструкция удовлетворит ваши потребности.

Эта простейшая схема автоматического уличного освещения может быть быстро собрана новичком и установлена ​​для достижения желаемого результата.

Построенная на основе концепции включения света, схема может использоваться для автоматического включения и выключения проезжей части или группы ламп в зависимости от изменения уровня окружающего освещения.

Созданный электрический блок можно использовать для выключения лампы на рассвете и включения ее с наступлением сумерек. простой световой выключатель. Давайте попробуем понять, как работает эта полезная схема и почему ее так просто построить:

На принципиальной схеме мы можем увидеть очень простую конфигурацию, состоящую всего из пары транзисторов и реле, которые составляют основную управляющую часть схемы. схема.

Конечно, мы не можем забыть о LDR, который является основным чувствительным компонентом схемы. Транзисторы в основном устроены так, что они оба противоположно дополняют друг друга, то есть, когда левый транзистор проводит ток, правый транзистор выключается, и наоборот.

Левый транзистор T1 используется как компаратор напряжения с использованием резистивной цепи. Резистор на верхнем плече — это LDR, а резистор на нижнем плече — это предустановка, которая используется для установки пороговых значений или уровней. T2 устроен как инвертор и инвертирует ответ, полученный от T1.

Как работает LDR

Первоначально, если предположить, что уровень освещенности меньше, LDR поддерживает высокий уровень сопротивления, что не позволяет достаточному току достигать базы транзистора T1.

Это позволяет уровню потенциала на коллекторе насытить T2, и, следовательно, реле остается активированным в этом состоянии.

Когда уровень освещенности LDR увеличивается и становится достаточно большим, уровень его сопротивления падает, что позволяет проходить большему току, который в конечном итоге достигает базы T1.

Как транзистор реагирует на LDR

Транзистор T1 проводит, притягивая потенциал своего коллектора к земле. Это блокирует проводимость транзистора T2, отключая его реле нагрузки коллектора и подключенную лампу.

Подробная информация об источнике питания

Источник питания представляет собой стандартный трансформатор, мост, конденсаторную сеть, которая подает чистый постоянный ток в схему для выполнения предлагаемых действий.

Вся схема может быть построена на небольшом кусочке платы Vero Board, и вся сборка вместе с блоком питания может быть помещена в маленькую прочную пластиковую коробку.

Расположение LDR

LDR должен быть размещен вне коробки, что означает, что его чувствительная поверхность должна быть обращена к окружающей среде, откуда требуется измерять уровень освещенности.

Следует следить за тем, чтобы свет от ламп никоим образом не попадал на фоторезистор, что может привести к ложным переключениям и колебаниям.

Перечень деталей

• R1, R2, R3 = 2K2,
• VR1 = 10K предустановка,
• C1 = 100 мкФ/25 В,
• C2 = 10 мкФ/25 В,
• D1 —- D6 = 1N4007
• T1, T2 = BC547,
• Реле = 12 В, 400 Ом, SPDT,
• LDR = любой тип с сопротивлением 4 кОм при окружающий свет.
• Трансформатор = 0–12 В, 200 мА

Конструкция печатной платы

6) Использование интегральной схемы операционного усилителя 741

Описанная выше схема автоматического включения уличного фонаря в темноте может быть также выполнена с использованием операционного усилителя, как показано ниже:

1 Описание работы

Здесь IC 741 разработан как компаратор, в котором его неинвертирующий вывод № 3 подключен к предустановке или потенциометру 10k для создания эталона запуска на этом выводе.

Контакт № 2, который является инвертирующим входом ИС, сконфигурирован с сетью делителей потенциала, состоящей из светозависимого резистора или LDR и резистора 100K.

Предустановка 10K изначально настроена таким образом, что, когда окружающий свет на LDR достигает желаемого порога темноты, контакт № 6 становится высоким. Это делается с некоторым умением и терпением, медленно перемещая пресет до тех пор, пока контакт № 6 не станет высоким, что определяется включением подключенного реле и загоранием красного светодиода.

Это должно быть сделано путем создания искусственного уровня порога темноты на LDR в закрытой комнате и использования для этой цели тусклого света.

После установки пресета его можно запечатать эпоксидным клеем, чтобы настройка оставалась фиксированной и неизменной.

После этого схема может быть заключена в подходящую коробку с адаптером 12 В для питания схемы, а контакты реле подключены к нужному дорожному фонарю.

Необходимо следить за тем, чтобы свет лампы никогда не достигал LDR, иначе это может привести к непрерывным колебаниям или мерцанию лампы, как только она сработает в сумерках.

Вот и все.

No related posts.